SWD协议解析调试备忘录 - 洛神殇 - 博客园
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简介：
《SWD协议解析调试备忘录》由博主洛神殇撰写，内容聚焦于SWD（Serial Wire Debug）协议的详细解析和实际调试经验分享，适合嵌入式开发人员参考学习。
【SWD协议解析】
SWD（Serial Wire Debug Port）是ARM CoreSight调试架构中的一种低引脚数的调试接口，与JTAG Debug Port并存，用于芯片调试和编程的重要方式。相较于JTAG，SWD仅需三根线(SWDIO、SWDCLK和GND)就能实现数据的双向传输，更加简洁且节省资源。
1. **SWD协议简介**
- SWD协议允许主机（HOST）通过SWDIO和SWDCLK线与目标MCU（TARGET）进行通信，并执行读写操作。
- 它是ARM处理器支持的两种调试端口之一，另一种为JTAG。通常情况下，JTAG需要更多的引脚资源，而SWD更适合小型设备或资源有限的应用场景中使用。
- 调试过程中，SWD协议通过数据包在SWDIO线上传输信息；时钟信号由主机（HOST）通过SWDCLK线提供，以确保数据同步。
2. **SWD物理层协议解析**
- **通信时序分析**：基于时钟同步的原理，数据传输发生在每个SWDCLK下降沿采样，并在上升沿进行数据翻转。这种设计保证了准确的数据传输同时简化了硬件实现。
- **寄存器功能介绍**：
* SWD通信涉及两个关键寄存器——DP(Debug Port)和AP(Access Port)。
* DP寄存器主要用于控制及状态信息，如复位、错误标志等；它是所有AP共用的接口。
* AP寄存器直接连接到芯片内部的功能模块（例如CPU或内存），用于读写这些模块中的特定寄存器。
3. **SWD通信流程**
- **复位**：初始化阶段需要进行一次SWD复位以确保正确的通信开始。
- **IDCODE读取**：主机首先从DP寄存器中读取IDCODE，确认目标MCU的类型和版本信息。
- **清除错误标志位**：清除DP寄存器中的任何错误标志，防止影响后续操作执行。
- **AP启用**：激活AP以允许访问MCU内部特定区域（如RAM、Flash等）进行调试或编程。
- **读取AP IDR**：从AP寄存器中读取IDCODE进一步确定其特性与功能。
- **任意寄存器的读写操作**：通过AP，主机能够对MCU内指定位置执行寄存器访问（包括读和写），实现程序调试或烧录。
在实际应用案例里，比如离线编程设备的设计中会结合STM32微控制器、SPI接口Flash存储以及USB通信技术。用户只需将待烧写的BIN文件放置于虚拟的U盘内即可通过SWD协议完成对MCU的编程任务；OLED显示屏和按键为用户提供直观的操作界面使得整个过程更加便捷。
总结而言，作为嵌入式系统开发中的重要调试工具之一，高效且低引脚数特性的SWD协议在众多应用中得到了广泛应用。理解其工作原理与通信流程有助于开发者更好地实现芯片的调试及编程需求。
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